Fejlődéstan (biogenetika)

1. Fejlődéstan(biogenetika)

2. Bevezetés • Fejlődés: mennyiségi és minőségi változások folytonos sorozata. • A biológiai fejlődés két nagy vetülete: – egyedfejlődés (ontogenezis) – törzsfejlődés (filogenezis). • Egyedfejlődéstan (ontogenetika): a szervezetben a szervrendszerek, szervek eredetével, kialakulásával foglalkozó tudományág. • Az egyedfejlődés két legfontosabb vetülete: – növekedés: mennyiségi gyarapodás a sejtek méretének növekedése, és/vagy a sejtek számának növekedése által – differenciálódás: a sejtek, és így a belőlük felépülő szervek egyre specializáltabb állapotú szerkezeti és funkcionális változása

5. Gametogenezis Korai fázis – ősivarsejtek kialakulása és bevándorlása az ivarszervek telepébe: – Az ivarsejtek a csíralemezektől függetlenül, azoktól az embriogenezis egészen korai fázisában elkülönülő ún. ősivarsejtekből (archeocyták vagy elsődleges csíravonal sejtek) alakulnak ki. – Később, de még mindig az embrionális fejlődés korai fázisában, a kialakult ősivarsejtek bevándorolnak a gonádokmezodermális eredetű szervtelepeibe. Az ott megtelepedett ivarsejteket törzssejteknek nevezzük. • Ezek a folyamatok a fejlődő embrió – kromoszómális - nemétől függetlenül morfológiailag azonosak, vagyis mind a petesejtek, mind a hímivarsejtek kialakulása folyamán egyforma módon zajlanak le.

6. Spermiogenezis – A hímivarsejtek fejlődése Helyszíne: a herecsatornácskák – Szaporodási szakasz: törzssejtek mitotikus osztódásokkal történő proliferációja → spermatogoniumok – Növekedési szakasz: spermatogoniumok méretbeli növekedése → primer spermatociták – Érési szakasz: primer spermatocitákmeiotikus osztódása: • meiózis I: primer spermatocitákból → szekunder spermatociták (2n) • meiózisII: szekunder spermatocitákból → spermatidák (n) – Spermiohisztogenezis (spermiomorfogenezis): a kezdetben izodiametrikusspermatidákból → megtermékenyítésre alkalmas, ostorral rendelkező spermiumok

9. Ovogenezis – A petesejtek fejlődése Helyszín: ovárium (petefészek) – Szaporodási szakasz: törzssejtek mitotikus osztódásokkal történő proliferációja → oogoniumok – Növekedési szakasz: oogoniumok méretbeli növekedése (szikfelhalmozás: szikfehérjék, lipidek, rRNS és mRNS felvétele a tüszőhámsejtektől) → primer oociták [leendő petesejt + tüszőhámsejtek = tüsző v. folluculus] – Érési szakasz: primer oocitákmeiotikus osztódása: • meiózis I: primer oocitákból → szekunder oociták (2n) + polocyták (sarki sejtek) A meiózis I. profázisában a folyamat megáll az ivarérésig. • meiózisII: szekunder oocitákból → ovumok (n) + polocyták

14. Fertilizáció (Megtermékenyítés) A petesejt (ovum és hímivarsejt (spermium) egyesülése. • Beindítja az embrionális fejlődést. • Biológiai funkciója: – a szomatikus sejtekre jellemző diploid kromoszómaszerelvény visszaállítása → új, egyedi génkombinációval rendelkező zigóta kialakítása. • Alaptípusai: – Külső megtermékenyítés: az ivarsejtek fúziója a szülői szervezeten kívül történik (legtöbb vízi állat) – Belső megtermékenyítés: az ivarsejtek fúziója a szülői szervezeten belül történik (pl. ember).

15. A fertilizáció szakaszai: – Ivarsejtek találkozása, spermiumok megkötődése a peteburkon: A megkötődés a spermium membránján és a peteburkon levő kötőfehérjék antigén-antitest jellegű kapcsolódásával jön létre, és biztosítja a fajspecificitást. – Acrosomális reakció: A spermium acrosomális membránjának distális lemeze és a plazmamembránja fúzionál → proteolitikus enzimek emészteni kezdik a peteburkot (zonapellucidát). – A spermium és a petesejt membránjának fúziója (itt is: fajspecifikus kötőfehérjék vannak a membránokon), létrejön a fertilizációs kúp → a pete aktiválódik: • cortikális reakció: spermium membránja (+), petesejt membránja nyugalomba (-) töltésű; a fúzió után a pete membránja depolarizálódik: 5-15 s-ig (+) lesz → a többi spermiumot elektrosztatikusan eltaszítja • megtermékenyítési hártya kialakulása: a peteburok (ZP) eltávolodik a pete membránjától → perivitellináris tér E két mechanizmus megakadályozza a polispermiát. – Kariogámia: a spermium és a petesejt sejtmagjainak (pronucleusok) fúziója.

18. Szegmentáció (Barázdálódás) • Barázdálódás: a zigóta mitotikus osztódások • sorozatával egyre kisebb sejtekre • (blastomérákra) tagolódik. • • A petesejt, és az újonnan keletkezett egyetlen • setjből álló zigóta mérete nagy. A barázdálódás • során a sejtciklusokban rövid a G1 növekedési • fázis → sejtek mérete csökken, addig, amíg a • normál sejtméretet el nem érik. • • A barázdálódás során az osztódó sejtek tömör • sejtcsoportja alkotja a szedercsírát (morula). • • Később a morula belsejében üreg keletkezik, így • kialakul a bélcsíra (blastula). A bélcsíra ürege, a • blastocoel.

19. Alapvetően kétféle barázdálódási módot ismerünk, az ún. radiális barázdálódást ("A" jelű ábra), illetve a spirális barázdálódást ("B" jelű ábra): • A radiális barázdálódásnál az utódsejtek sugarasan (mint a délkörívek a Földön) helyezkednek el. Ez a barázdálódási mód jellemző a szivacsokra, a csalánozókra, a tapogatókoszorúsokra és az újszájúakra. • A spirális barázdálódásnál az utódsejtek nem pontosan egymás felett, hanem némileg eltolódva (és kb. 45°-al elfordulva) helyezkednek el, emiatt úgy tűnik, mintha egy spirálvonal mentén rendeződnének el. Ez a barázdálódási mód jellemző a korábban ősszájúként meghatározott állatcsoportokra.

20. A BARÁZDÁLÓDÁS TÍPUSAI KEVÉS SZIK! első osztódások morula állapot blasztula metszetben pl. tengeri sün TELJES (EGYETEMES) pl. emlősök

21. animális vegetatív A BARÁZDÁLÓDÁS TÍPUSAI 2. SOK SZIK! első osztódások morula állapot blasztula metszetben pl. kétéltűek EGYENLŐTLEN IGEN SOK SZIK! pl. madarak KORONGOS HEFOP 3.3.1.

22. A barázdálódásnak több altípusa van. Az altípusokat elkülönítő főbb • szempontok: • – Mekkora a petesejtben levő szik mennyisége • • Alecithalis pete: a szik mennyiség elenyésző. • • Oligolecithális pete: kevés szikanyag. • • Mesolecithalis pete: közepes mennyiségű szikanyag. • • Polylecithális pete: szikben gazdag. • – Hogyan oszlik el a szik a petén belül: • • Isolecithalis pete: a szik egyenletesen oszlik el. • • Anisolecithalis pete: a szik a pete egy bizonyos részében van felhalmozva. • – Mekkora része barázdálódik a zigótának • • Holoblasticus: totális barázdálódás, a zigóta teljes egésze blastomérákra • tagolódik. Az oligolecithális és az isolecithalis petékre jellemző. • • Meroblasticus: parciális barázdálódás, a zigótának csak egy része tagolódik • blastomérákra. A mesolecithalis vagy polylecithalis petékre; és az • anisolecithalis peték közül a szikanyagot a pete egyik pólusán (vegetatív • pólus) felhalmozó, ún. telolecithalis petékre jellemző. • – Azonos méretűek-e a létrejövő blastomérák • • Aequalis: azonos méretű blastomérák keletkeznek. • • Inaequalis: különböző méretű (kisebb: micromera, nagyobb: macromera) • blasotmérák keletkeznek. • – Milyen az osztódási síkok egymással bezárt szöge • • Hegyesszög: spirális barázdálódás. • • Derékszög: radiális barázdálódás.

24. Gasztruláció és a csíralemezekkialakulása

42. serosa embrió exocoel amnion szikzacskó amnionüreg (magzatvíz) allantois serosa embrió amnion köldökzsinór exocoel maradványa amnionüreg serosa bolyhok allantois PLACENTA AZ EMLŐSÖK EMBRIÓBURKAI HEFOP 3.3.1.

43. Organogenezis Organogenesis: a gastrulatio végén kialakult csíralemezekből, a fejlődés további szakaszában szövetek és szervek differenciálódnak. • Ekkor történnek a legnagyobb mérvű változások a fejlődő embrió testében. A csíralemezek kezdetben hasonló felépítésű sejtjei egyre specializáltabbá válnak, funkcionálisan és alakilag is egyre differenciáltabb szöveteket, szervtelepeket, szerveket képeznek. • Embrionális szervek: olyan képződmények, amik csak az embrionális fejlődés ideje alatt funkcionálnak, és vannak jelen. Pl. gerinceseknél: szikzacskó és magzatburkok. • Biogenetikai vagy filembriogenetikai törvény (Haeckel): az élőlények ontogenezisük során megismétlik (rekapitulálják) őseik filogenetikai fejlődésének legjellegzetesebb vonásait. Pl. gerinces osztályok embrióinak a fejlődés korai állapotában megjelennek a kopoltyúívei.

46.  A három csíralemez embrionális és felnőtt származékai

47. A magzat növekedési és fejlődési folyamatainak időzítés és sorrendje

50. Az életút szakaszai biológiai szempontok alapján: • a prenatális lét • újszülöttkor (110. nap), • csecsemőkor (10. nap1. év), • korai gyermekkor (13. év), • első gyermekkor (47. év), • második gyermekkor (leányoknál: 811. év, fiúknál 812. év), • serdülőkor (1215. év, illetve 1316. év), • ifjúkor (1620. év, illetve 1721. év), • az érettkor első szakasza (2135. év, illetve 2235. év), • az érettkor második szakasza (3655. év, illetve 3660. év), • időskor (5674. év, illetve 6174. év), • aggkor (7590. év) és • hosszú életkor (a 90. évtől).